작성자: Joe Kiolbasa, Donaldson Torit 제품 관리자
산업용 집진기 필터의 발전을 중점적으로 다룬 문서가 많지만, 그중 대부분은 카트리지 필터를 이용한 집진기에 초점을 맞췄습니다. 카트리지 집진기가 많은 이점을 제공함에도 불구하고, 북미에서는 여전히 수천 개의 시설에서 백하우스를 구입하여 운영하고 있습니다. 이 문서에서는 이러한 백하우스 소유자와 운영자의 필트레이션 요구사항에 대해 살펴봅니다.
백하우스 필터는 다양한 소재로 만들 수 있습니다. 집진기에 유입되는 공기 흐름이 275°F 이상일 경우에는 P84, 아라미드, Ryton 및 기타 소재를 고려할 수 있습니다. 건조기가 공기를 여과할 때와 같이 공기 흐름의 수분 함량이 높거나 공기 흐름에 높은 산성 또는 알칼리성 물질이 존재할 경우에는 폴리프로필렌을 선택할 수 있습니다. 그러나 제각기 특수 소재로 만들어진 백이 필요하기 때문에 특별한 경우입니다.
대부분의 작업에서는 일반 폴리에스테르가 백하우스 필터의 여과지로 선택되어 왔습니다. 허용할 만한 수준으로 공기를 여과하고, 납득할 만한 기간 동안 사용할 수 있으며, 첫 설치 비용이 경제적이기 때문입니다. 하지만 더 나은 백하우스 성능을 제공하면서 비용도 저렴한 또 다른 유형의 폴리에스테르 백 필터가 있습니다. 바로 수류 결합 폴리에스테르로 제작된 백으로, 다음과 같은 5가지 이유 때문에 고려해야 합니다.
- 여과지 균일성 증가 - 대부분의 일반 폴리에스테르 백 필터는 니들링 공정을 통해 제조된 펠트로 만들어집니다. 이 공정에서는 바브가 달린 대형 바늘 세트가 여과지 섬유층 위아래로 빠르게 움직이며 폴리에스테르 섬유들을 한데 묶어 펠트를 생성합니다.
1976년, DuPont은 마이크로 워터 제트를 사용하여 섬유들을 하나로 묶는 새로운 공정을 도입했습니다. 이러한 수류 결합 공정 또는 스펀레이싱 공정을 통해서는 일반적인 니들 펠트 폴리에스테르보다 구멍이 더 작고 더 튼튼하며 균일한 소재가 만들어집니다. - 필터 수명 증가 – 백하우스에서 수류 결합 백 필터를 사용하여 분진을 여과하는 경우 일반적인 폴리에스테르 백 필터의 외부 표면보다 훨씬 더 많은 양의 분진이 백의 외부 표면에 포집됩니다. 이러한 현상을 표면 포집이라고 합니다. 백 내부에서 공기 역류 펄스를 통해 백의 분진을 털어낼 때가 되면, 표면에 포집된 분진이 백에서 쉽게 펄스 클리닝되어 백하우스 호퍼로 떨어집니다. 효과적인 펄스 클리닝으로 백이 더 잘 청소되면, 백을 통한 공기 흐름의 부압(더 낮은 압력 강하)이 줄어듭니다. 적절한 공기 흐름은 백하우스가 계속해서 공기 중의 분진을 효과적으로 여과한다는 의미입니다.
반대로, 일반적인 니들 펠트로 만든 필터는 수류 결합 백처럼 구멍 크기나 기공 구조가 균일하지 않습니다. 더 큰 구멍이 많을 가능성이 있습니다. 따라서 백에 포집된 분진은 섬유에 더 깊이 박히는 경향이 있습니다. 이는 심층 포집이라고 알려진 현상으로, 백 필터를 세척할 때가 되면 분진을 백에서 털어내기가 훨씬 더 어렵습니다. 이로 인해 백이 더러워지고 압력 강하가 더 빨리 증가합니다.
실험실 및 현장 테스트 결과에 따르면 수류 결합 백은 표면 포집 및 펄스 클리닝이 개선되어 더 오래 사용할 수 있는 것으로 나타났습니다. 실제로 수류 결합 백은 일반적인 폴리에스테르 백 필터보다 2~3배 더 오래 사용할 수 있는 것으로 알려져 있습니다.
3. 배출량 감소 – 이전의 압력 강하 차트를 보면, 공기가 수류 결합 백을 통과하는 것이 더 쉽기 때문에 더 많은 분진이 이 백을 통과할 것이라고 가정할지도 모릅니다. 하지만 이 가정은 사실이 아닙니다. 수류 결합 백 필터는 실제로 2.5 미크론 이하의 입자를 여과하는 경우 일반적인 니들 펠트 백 필터보다 입자 배출량이 최대 30%나 적습니다. 다시 말하지만 수류 결합 폴리에스테르의 구멍이 더 작으며 소재도 더 균일하기 때문입니다. 이는 공장 관리자가 백하우스를 사용하여 시설을 청결하게 유지하고 EPA 배출 표준을 준수하는 데 큰 도움이 될 수 있습니다.
4. 에너지 비용 절감 – 수류 결합 백의 표면 포집 및 낮은 압력 강하의 또 다른 이점은 백하우스를 통해 공기를 빨아들이는 데 사용되는 팬 에너지를 줄일 수 있다는 점입니다. 백 필터의 부압(차압)이 낮기 때문에 팬은 그다지 열심히 작동할 필요가 없습니다. 또한 팬에 EISA를 준수하는 모터가 장착되어 있고 VFD(주파수 변조 드라이브)를 사용할 경우, 연간 에너지 절약 효과가 상당히 클 수 있습니다. 아래 예는 484개의 백이 있는 한 집진기에 수류 결합 백을 사용하는 경우 에너지 소비량이 연간 6,000달러 이상 감소한다는 사실을 보여 줍니다. 분명한 점은 시설 하나에 집진기가 많을수록 잠재적인 에너지 절약량도 더 커진다는 점입니다.
니들 폴리에스테르 백 청정 공기 쪽(300배)
수류 결합 폴리에스테르 백 청정 공기 쪽(300배)
5. 유지 관리 비용 절감 – 공장 직원이 가장 꺼리는 작업 중 하나는 백하우스에서 백 필터를 교체하는 것입니다. 먼지투성이의 더러운 필터를 교체하는 작업이며, 시기에 따라 극도로 덥거나 추운 날씨에서 교체해야 할 수도 있습니다. 백 필터 교체는 불쾌함을 줄 뿐만 아니라, 백하우스를 소유한 기업 입장에서도 큰 비용이 들 수 있습니다. 백 필터를 교체하는 동안 백하우스를 꺼야 하기 때문에 대개 교체 작업은 공장이 가동되지 않을 때 이루어져야 합니다. 이로 인해 주말 또는 휴일에 인건비가 발생할 수 있으며, 결과적으로 프로젝트의 비용이 커질 수 있습니다.
현장 경험에 따르면, 과도하게 높은 압력 강하로 인해 필터 교체가 이루어져야 하는 경우 수류 결합 백 필터가 니들 펠트 폴리에스테르 백보다 2~3배 더 오래 사용할 수 있다고 합니다. 수류 결합 백이 펠트 백보다 두 배 이상 오래 사용할 수 있다는 사실과 인건비와 백 비용을 감안한다면, 공장은 직원들이 484개의 백이 포함된 백하우스에 있는 수류 결합 백을 교체할 때마다 매번 3,500달러 이상을 절감할 수 있게 됩니다. 다시 말하지만 한 시설에 여러 개의 백하우스가 있는 경우 절감 효과가 빠르게 증가할 수 있습니다.
많은 기업이 여전히 백하우스를 사용하여 시설을 깨끗하게 유지하고 있습니다. 공장 관리자는 수류 결합 펠트 백하우스 백을 사용함으로써 에너지 비용 및 유지 관리 비용을 절감하는 동시에 시설을 더욱 깨끗하게 유지할 수 있습니다.
